Контактные явления в полупроводниках

Контакт электронного и дырочного полупроводников

• Так как донорные и акцепторные примеси полностью ионизованы,

• Учитывая, что

• получаем:

• или:

• А также

• (истощение примеси)

• отсюда:

Контакт электронного и дырочного полупроводников

• Пусть Xn – толщина объёмного заряда в электронной области, Xp – толщина объёмного заряда в дырочной области.
• Вся область объёмного заряда составит X0=Xn+Xp

• В интервале –Xp

• Используем уравнение Пуассона:

• И соотношение

• Получим для p – области:

• Аналогично в интервале 0

Контакт электронного и дырочного полупроводников

• Граничные условия:

• Этим условиям удовлетворяют следующие решения уравнений:

• При

• При

• При

• Потенциал и его производная непрерывны, поэтому

Контакт электронного и дырочного полупроводников

• Применяя условия сшивки решений при x=0 получим:

• В обеих областях полупроводника, прилегающих к p-n переходу, объёмные заряды равны. Это условие сохранения электронейтральности.

• Отсюда легко получаются соотношения:

• В итоге получим:

• Полная толщина слоя объёмного перехода:

• Чем выше степень легирования n- и p- областей полупроводника, тем меньше толщина области объёмного заряда X0

Контакт электронного и дырочного полупроводников

• В области p-n перехода значительно уменьшается концентрация подвижных носителей заряда, следовательно его сопротивление велико по сравнению с исходным сопротивлением p- и n-областей.
• Электронно-дырочный переход представляет собой слой низкой удельной проводимости, заключенный между областями высокой удельной проводимости, и обладает свойствами конденсатора.

• Емкость на единицу площади или барьерная ёмкость: